平行轴式直接挂挡机构过冲问题研究.pdf
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1、汽车技术|Auto Technology2023年 第 9 期 /微信号 auto195058平行轴式直接挂挡机构过冲问题研究李昕昕,王东兴,苟践 陕西法士特齿轮有限责任公司陕西西安710119摘要:对商用车AMT变速器的挂挡执行机构进行了研究,特别对平行轴式直接挂挡机构的过冲问题进行了详细研究。为了减弱摘挡时的过冲现象,提出了一种新的摘挡控制策略,对其控制流程进行了详细阐述。以某车型为例,验证摘挡控制策略的可行性。研究表明,此摘挡控制策略的应用可以明显减弱摘挡过冲现象,提高换挡舒适性和行车安全性。关键词:AMT;平行轴式直接挂挡机构;过冲问题;实车验证AMT(Automatic Mechan
2、ical Transmission)变速器在国内商用车领域已推广应用多年,目前对AMT挂挡执行机构的研究也越来越细致深入。AMT挂挡执行机构的作用是代替手动变速器操纵机构完成挂挡和摘挡工作。根据执行机构驱动方式的不同,可以分为气动、电动、液动等形式1。目前市场常见的中重型AMT基本上使用的都是气动执行机构,轻型AMT有电动和液动等不同形式。挂挡执行机构的质量对于AMT挂挡性能和品质至关重要。执行机构是一个精密的电控元器件,包括了电磁阀、传感器、气缸和内部气道等关键部件。部分集成式执行机构还包括PCB板、加速度传感器及集成线路等核心部件。让这些部件紧密配合,实现快速稳定的挂挡和摘挡功能,需要执行
3、机构本身硬件和应用层软件的紧密配合才能完成2。挂挡执行机构本文只讨论主流的气动挂挡执行机构。国内AMT产品经过十几年的发展,已经形成了轻、中、重全扭矩段的覆盖,也实现了从第一代模块化向第二代集成化的转变。根据其挂挡形式,又可以分为XY结构和YY结构3,如图1所示。可以看出,XY结构具有选挡气缸和挂挡气缸,与手动挡操纵机构类似,挂挡过程需要先动选挡轴再挂挡,挂挡过程清晰准确。在很多变速器上得到了应用,比如国内第一代重型货车AMT,很多厂家就是采用模块化的XY执行机构,第二代重型货车AMT虽然采用了先进的集成化布局,但执行机构依然是XY结构。YY执行机构,即平行轴式执行机构4,是近年流行起来的布置
4、形式,因为AMT不需要完全像手动挡一样先选挡再挂挡,而是采用几排独立的挂挡轴,靠位移传感器由应用层软件来判断其他轴是否处于空挡位置,省略选挡过程,直接进行挂挡。这样做可以缩短换挡时间,尽可能地减少动力中断时间。目前一些中轻型AMT上使用的就是YY结构的模块化执行机构。当然,YY结构执行机构也可以做成集成式,外型与Auto Technology|汽车技术微信号 auto1950 /2023年 第 9 期59 a)模块化XY挂挡执行机构 b)集成化XY挂挡执行机构 c)模块化YY挂挡执行机构 图1 挂挡执行机构示意 XY集成式类似,只是气缸布置形式和内部气路会有所 区别。挂挡执行机构过冲问题研究挂
5、挡执行机构在回空挡或者换另外一个挡时,一般需要先回到空挡位置,再进行挂挡。在这个过程中,理想情况是每次回空挡时都回到正中间,不要回过了也不要回不到位。实际情况是,经过机械优化和弹簧硬度选配,一般情况下回空挡不到位的情况容易解决和避免,但回过了的情况时有发生,即通常所说的摘挡过冲问题。过冲现象在XY结构和YY结构上都有可能发生。XY结构因为中间有多个零件,零件间存在间隙,导致拨叉轴的运动惯性小。YY结构运动惯性大,更容易发生过冲现象。正常情况,空挡位置附近有一定范围自有行程,在合理范围(一般是2mm)内的过冲不用考虑,应用层软件也会把这统一看作是空挡。从实际使用情况来看,XY结构很少发生因为过冲
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